單原子催化劑就是每個原子都是分開的，沒有成鍵，原子活性位點利用率100%，因此表現出很高的性能。然而有點被神話了，並不是所有的反應都適合，且活性位點單一，對於複雜的反應來說，就略顯能力不足。
此外單原子催化劑有一個問題，那就是負載量只能保持一個較低的範圍，高負載量下，必然導致團簇或納米顆粒（多個原子組成）的形成，這其實限制了催化劑的本徵活性。同時，單原子催化劑的熱穩定性也是一個問題，單原子情況下，表面能高，易於聚集，所以催化劑容易失活。也就是高活性與高穩定性不能兼得。
然而亞納米團簇的尺寸相對較大（但比傳統的納米顆粒要小），由多個原子組成，雖然在催化反應中，原子利用率不能100%，但其穩定性相對單原子來說較好。同時亞納米團簇催化劑的負載量可以做的比較高，因此最終催化劑性能可以通過高負載量進行彌補，所以在此類催化劑上可以實現“魚與熊掌”-高活性及高穩定性兩者兼得的情況。
圖1. 論文信息圖
近日，北京大學的黃富強教授與天津理工大學羅俊教授、北京計算科學研究中心陳名揚教授、上海應用物理研究所司銳教授和上海硅酸鹽研究所等單位合作，模擬自然界熱液蝕變發展了一種合成25at%高負載量亞納米團簇催化劑的方法。將亞納米Ru團簇負載在SnO2上。
圖2. 亞納米釕錨定於二氧化錫的設計合成與微結構表徵
這個催化劑被應用於鹼性電催化產氫反應中，其取得了超越鉑碳的性能，且表現出超好的穩定性。重要的是，通過理論模擬，此催化劑表現出較單原子Ru催化劑更高的性能。
圖3. 電催化產氫性能
結合之前的分析和這個例子的結果，發現亞納米團簇與單原子的比拼中，這次亞納米團簇贏了。同時是否引發亞納米團簇的更多研究呢？是否能夠形成於單原子催化平分天下的局面呢（單原子催化目前太熱門了）？值得期待！
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